Trends in International Mathematics and Science Study TIMSS 2003 med få ord En kortversjon av den nasjonale rapporten: Hva i all verden har skjedd i realfagene? Distribueres gjennom http://www.akademika.no Av Liv Sissel Grønmo, Ole Kristian Bergem, Marit Kjærnsli, Svein Lie, Are Turmo Desember 2004 http://www.timss.no (nasjonal hjemmeside) http://timss.bc.edu (internasjonal hjemmeside) Universitetet i Oslo Det utdanningsvitenskapelige fakultet Institutt for lærerutdanning og skoleutvikling
2
Hva er TIMSS? Trends in International Mathematics and Science Study Et internasjonalt forskningsprosjekt En læreplanbasert undersøkelse Organisering Trends in International Mathematics and Science Study (TIMSS) er et internasjonalt forskningsprosjekt som handler om matematikk og naturfag i skolen. Mer enn 50 land er nå med i prosjektet, som er en sammenliknende studie av realfagundervisning i skolen på to ulike klassetrinn. Arbeidet startet i 1991. Den første datainnsamlingen foregikk våren 1995 med 45 deltakerland. Denne ble gjentatt i 1999 i en repetisjonsstudie, men Norge deltok ikke i denne. Ved gjennomføringen i 2003 var Norge igjen med. De store linjene for denne testen er i tråd med studiene på 90- tallet. TIMSS kan karakteriseres som en læreplanbasert undersøkelse. Analyse av de forskjellige nivåene i læreplanen står sentralt i TIMSS, og et av de viktigste kriteriene for utvelgelse av oppgaver er at de er relevante i forhold til hva som undervises i majoriteten av deltakerlandene. Det er altså det som kan betegnes som skolekunnskap man ønsker å måle. Den norske delen av prosjektet er lagt til Institutt for lærerutdanning og skoleutvikling (ILS) ved Universitetet i Oslo og finansieres av Utdanningsog forskningsdepartemetet. Studien skjer i regi av den internasjonale organisasjonen IEA (International Association for the Evaluation of Educational Achievement). 3
Resultater i matematikk for 8.klasse Land Alder År på skolen Skåre St. avvik Singapore 14,3 8 605 67 Korea 14,6 8 589 69 Hongkong 14,4 8 586 59 Taiwan 14,2 8 585 82 Japan 14,4 8 570 66 Belgia (Fl) 14,1 8 537 61 Nederland 14,3 8 536 57 Estland 15,2 8 531 57 Ungarn 14,5 8 529 65 Malaysia 14,3 8 508 60 Latvia 15,0 8 508 60 Russland 14,2 7 el. 8 508 63 Slovakia 14,3 8 508 68 Australia 13,9 8 el. 9 505 67 USA 14,2 8 504 66 Litauen 14,9 8 502 64 Sverige 14,9 8 499 59 Skottland 13,7 8 498 62 Israel 14,0 8 496 69 New Zealand 14,1 8 el. 9 494 65 Slovenia 13,8 7 el. 8 493 59 Italia 13,9 8 484 63 Armenia 14,9 8 478 69 Serbia 14,9 8 477 73 Bulgaria 14,9 8 476 69 Romania 15,0 8 475 75 Int. gj.snitt 14,5 467 66 Norge 13,8 7 461 58 Moldova 14,9 8 460 66 Kypros 13,8 8 459 66 Makedonia 14,6 8 435 73 Libanon 14,6 8 433 55 Jordan 13,9 8 424 72 Iran 14,4 8 411 61 Indonesia 14,5 8 411 73 Tunisia 14,8 8 410 50 Egypt 14,4 8 406 76 Bahrain 14,1 8 401 62 Palestina 14,1 8 390 75 Chile 14,2 8 387 68 Marokko 15,2 8 387 56 Filippinene 14,8 8 378 72 Botswana 15,1 8 366 59 Saudi-Arabia 14,1 8 332 64 Ghana 15,5 8 276 75 Sør-Afrika 15,1 8 264 92 Figur 1: Hovedresultater i matematikk for alle landene i 8. klasse. Se tekstboks 1 for forklaring. Matematikk 8.klasse 200 300 400 500 600 700 Prosentiler 5 25 75 95 Gjennomsnitt og konfidensintervall (±2SE) 4
Tekstboks 1: Forklaring til figurene 1, 3, 5 og 7. Gjennomsnittlig skåre er gitt som et tresifret tall, og denne skalaen er standardisert ved at gjennomsnittet for alle land i TIMSS er satt til 467 poeng, og at det internasjonale standardavviket er satt til 100 poeng. Lengst til høyre i tabellen er fordelingen av elevenes skåre vist i form av et diagram som angir 5-, 25-, 75- og 95- prosentilene i tillegg til et 95 prosent konfidensintervall for gjennomsnittsverdien (to standardfeil, SE, i hver retning ut fra gjennomsnittet). I tillegg er det kolonner der det er vist elevenes gjennomsnittsalder, antall år på skolen og spredningen i prestasjoner i form av det nasjonale standardavviket. Grunnen til den spesielle poengsummen 467 er at med et slikt gjennomsnitt blir skalaen nøyaktig slik den var i TIMSS 1999, der gjennomsnittet for alle elevene ble satt til 500 poeng. Fordi mange av oppgavene fra 1995 og 1999 også er brukt i 2003, har det vært mulig å bruke samme målestokk i 2003 som i tidligere undersøkelser. Vårt land deltok ikke i TIMSS 1999, men vi kan ved hjelp av denne skalaen sammenlikne dagens elevers prestasjoner med like gamle elever fra TIMSS 1995. Det er videre viktig å legge merke til at selv om den internasjonale fordelingen av skåre har et standardavvik på 100 poeng, er gjennomsnittet av de nasjonale standardavvikene mye lavere. Resultater i matematikk for 8. klasse Som det framgår av figur 1, er det en påfallende dominans i toppen av lista av land fra Øst-Asia. For øvrig ligger de aller fleste europeiske landene, både østlige og vestlige, over det internasjonale gjennomsnittet. Under dette gjennomsnittet finner vi stort sett land fra den tredje verden og noen få europeiske, deriblant Norge. I en europeisk sammenheng viser norske elever seg som bortimot de aller svakeste i matematikk. 5
Endringer i matematikkskåre for 8. klasse fra 1995 til 2003 Hongkong USA Korea Nederland Skottland Ungarn Romania Slovenia Australia Singapore Iran New Zealand Kypros Japan Belgia (Fl) Russland Slovakia Norge Sverige -50-40 -30-20 -10 0 10 20 Figur 2 : Endring i matematikkskåre for 8. klasse fra TIMSS 1995 til TIMSS 2003 for de landene der dette kan sammenliknes. Sverige og Norge er de to landene som har størst tilbakegang i elevprestasjoner fra 1995 til 2003. De norske elevene ligger omtrent et helt skoleår lavere i prestasjoner sammenliknet med nivået i matematikk i 1995. 6
Resultater R i matematikk for 4. klasse Land Alder År på skolen Skåre St. avvik Singapore 10,3 4 594 70 Hongkong 10,2 4 575 52 Japan 10,4 4 565 61 Taiwan 10,2 4 564 52 Belgia (Fl) 10,0 4 551 48 Nederland 10,2 4 540 45 Latvia 11,1 4 536 60 Litauen 10,9 4 534 61 Russland 10,6 3 el. 4 532 64 England 10,3 5 531 72 Ungarn 10,5 4 529 64 USA 10,2 4 518 63 Kypros 9,9 4 510 71 Moldova 11,0 4 504 71 Italia 9,8 4 503 67 Australia 9,9 4 el. 5 499 66 Int. gj.snitt 10,3 495 66 New Zealand 10,0 4 el. 5 493 69 Skottland 9,7 5 490 63 Slovenia 9,8 3 el. 4 479 64 Armenia 10,9 4 456 72 Norge 9,8 4 451 66 Iran 10,4 4 389 70 Filippinene 10,8 4 358 90 Marokko 11,0 4 347 74 Tunisia 10,4 4 339 82 Figur 3: Hovedresultater i matematikk for alle landene i 4. klasse. Se tekstboks 1 for forklaring. Matematikk 4.klasse 200 300 400 500 600 700 Prosentiler 5 25 75 95 Gjennomsnitt og konfidensintervall (±2SE) De østasiatiske landene dominerer øverst på lista i figur 3, og også her ligger de fleste europeiske landene over gjennomsnittet. Det som imidlertid er mest påtakelig i en norsk sammenheng, er utvilsomt at vårt land her plasserer seg i selskap med land vi vanligvis ikke sammenlikner oss med. 7
Endringer i matematikkskåre for 4. klasse fra 1995 til 2003 England Kypros New Zealand Hongkong Slovenia Ungarn Australia Singapore Iran USA Japan Skottland Nederland Norge -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 Figur 4: Endring i matematikkskåre for 4. klasse fra TIMSS 1995 til TIMSS 2003 for de landene der dette kan sammenliknes Fra figur 4 går det fram at mange land skårer klart bedre i 2003 enn de gjorde i 1995. Det er bare to land som går signifikant tilbake, Nederland og Norge. Forenklet kan vi si at elevene våre i 2003 har gått ett år lenger på skolen, men ligger likevel bortimot et halvt år etter i sin faglige utvikling sammenliknet med situasjonen åtte år tidligere. 8
Resultater i naturfag for 8. klasse År på St. Land Alder Skåre Naturfag 8.klasse skolen avvik Singapore 14,3 8 578 76 Taiwan 14,2 8 571 64 Korea 14,6 8 558 57 Hongkong 14,4 8 556 54 Estland 15,2 8 552 54 Japan 14,4 8 552 58 Ungarn 14,5 8 543 63 Nederland 14,3 8 536 50 USA 14,2 8 527 67 Australia 13,9 8 el. 9 527 62 Sverige 14,9 8 524 61 Slovenia 13,8 7 el. 8 520 55 New Zealand 14,1 8 el. 9 520 61 Litauen 14,9 8 519 57 Slovakia 14,3 8 517 62 Belgia (Fl) 14,1 8 516 55 Russland 14,2 7 el. 8 514 61 Latvia 15,0 8 512 55 Skottland 13,7 8 512 63 Malaysia 14,3 8 510 54 Norge 13,8 7 494 57 Italia 13,9 8 491 64 Israel 14,0 8 488 70 Bulgaria 14,9 8 479 77 Jordan 13,9 8 475 73 Int. gj.snitt 14,5 474 66 Moldova 14,9 8 472 61 Romania 15,0 8 470 75 Serbia 14,9 8 468 69 Armenia 14,9 8 461 66 Iran 14,4 8 453 59 Makedonia 14,6 8 449 75 Kypros 13,8 8 441 65 Bahrain 14,1 8 438 61 Palestina 14,1 8 435 76 Egypt 14,4 8 421 84 Indonesia 14,5 8 420 65 Chile 14,2 8 413 69 Tunisia 14,8 8 404 50 Saudi-Arabia 14,1 8 398 59 Marokko Libanon Filippinene 15,2 14,6 14,8 8 8 8 396 393 377 57 76 84 Botswana 15,1 8 365 71 Ghana 15,5 8 255 100 Sør-Afrika 15,1 8 244 112 Figur 5:Internasjonale resultater i naturfag for 8. klasse. Se tekstboks 1 for forklaring. 200 300 400 500 600 700 Prosentiler 5 25 75 95 Gjennomsnitt og konfidensintervall (±2SE) Figur 5 viser åttendeklassingenes gjennomsnittsskåre i naturfag for hvert av deltakerlandene. Av figuren framgår det at de norske elevene også i naturfag skårer svakt, men ikke så svakt som i matematikk. De norske elevene skårer riktignok omtrent 20 poeng over det internasjonale gjennomsnittet, men likevel lavere enn de landene det kanskje er mest naturlig å sammenlikne seg med. 9
Endringer i naturfagskåre for 8. klasse fra 1995 til 2003 Hongkong USA Australia Korea Skottland New Zealand Slovenia Ungarn Japan Singapore Nederland Russland Iran Kypros Slovakia Belgia (Fl) Norge Sverige -40-20 0 20 40 Figur 6: Endring i naturfagskåre for 8. klasse fra TIMSS 1995 til TIMSS 2003 for de landene der dette kan sammenliknes Som i matematikk er Norge og Sverige de to landene som har hatt størst tilbakegang. Tilbakegangen i poeng er imidlertid ikke så stor som i matematikk. For vårt land svarer tilbakegangen omtrent til at elevene nå ligger et halvt år etter elevenes dyktighet i 1995. 10
Resultater i naturfag for 4. klasse Land Alder År på St. Skåre skolen avvik Singapore 10,3 4 565 72 Taiwan 10,2 4 551 56 Japan 10,4 4 543 61 Hongkong 10,2 4 542 49 England 10,3 4 540 68 USA 10,2 4 536 67 Latvia 11,1 4 532 57 Ungarn 10,5 4 530 65 Russland 10,6 3 el. 4 526 68 Nederland 10,2 4 525 44 Australia 9,9 4 el. 5 521 67 New Zealand 10,0 4 el. 5 520 70 Belgia (Fl) 10,0 4 518 46 Italia 9,8 4 516 70 Litauen 10,9 4 512 55 Skottland 9,7 4 502 64 Moldova 11,0 4 496 70 Slovenia 9,8 3 el. 4 490 63 Int. gj.snitt 10,3 489 69 Kypros 9,9 4 480 60 Norge 9,8 4 466 69 Armenia 10,9 4 437 77 Iran 10,4 4 414 80 Filippinene 10,8 4 332 117 Tunisia 10,4 4 314 103 Marokko 11,0 4 304 102 Naturfag 4.klasse 200 300 400 500 600 700 Prosentiler 5 25 75 95 Gjennomsnitt og konfidensintervall (±2SE) Figur 7: Internasjonale resultater i naturfag i 4. klasse. Se tekstboks 1 for forklaring. Det er en klar dominans av østasiatiske og dernest europeiske land blant de høytskårende landene (se figur 7). Figuren viser også at de norske elevene skårer signifikant lavere enn det internasjonale gjennomsnittet, og faktisk aller lavest i Europa. 11
Endringer i naturfagskåre for 4. klasse fra 1995 til 2003 Singapore Iran Hongkong Kypros Slovenia Ungarn New Zealand England Australia Nederland USA Japan Skottland Norge -60-40 -20 0 20 40 60 Figur 8: Endring i naturfagskåre for 4. klasse fra TIMSS 1995 til TIMSS 2003 for de landene der det kan sammenliknes direkte. Tilbakegangen i de norske resultatene er langt større enn i alle andre land (se figur 8). En tilbakegang på nesten 40 poeng svarer omtrent til at elevene i 4. klasse i 2003 er bortimot et helt år svakere enn de jevnaldrende i 3. klasse i 1995. 12
H oldninger og selvoppfatning i matematikk og naturfag Norske elever markerer seg internasjonalt blant dem som har høyest selvoppfatning i matematikk og naturfag. Åpenbart gir slike sammenlikninger mellom land et bilde av elevers følelse av mestring, noe som igjen kan henge sammen med hvor høye faglige kra v de har møtt. I et internasjonalt perspektiv framstår norske elever med omtrent gjennomsnittlig positive holdninger til fagene i 4. klasse, men langt under gjennomsnittet i 8. klasse. Hva kjennetegner undervisningen i matematik k i norsk skole? Norske matematikklærere har et generelt høyt utdanningsnivå, men svak matematikkfaglig utdanning. Norske matematikklærere deltar også i påfallende liten grad i etter- eller videreutdanning som er relevant for matematikkundervisning. I mindre grad enn i mange andre land preges norsk matematikkundervisning av at noen faglige temaer tas opp ofte. Matematikkundervisningen i Norge er preget av at elevene i stor grad arbeider på egen hånd med oppgaver, og av at norske elever i mindre grad enn i mange andre land hører lenge på at læreren snakker om et emne. I Norge har man god tilgang på datamaskiner i matematikk, men de blir lite brukt. Norge skiller seg ikke ut når det gjelder å gi lekser til elevene, men leksene følges i liten grad opp av lærerne. 13
Hva kjennetegner undervisningen i naturfag i norsk skole? Norske naturfaglærere framstår med et høyt generelt utdanningsnivå i et internasjonalt perspektiv, men de har lite spesifikk utdanning i naturfag. Norske lærere som underviser i naturfag, deltar i påfallende liten grad i etterutdanning og videreutdanning som er relevant for naturfagundervis- I norsk naturfagundervisning brukes relativt mye tid på ning. geofag og lite tid på fysikk sammenliknet med hva som er vanlig internasjonalt. Det drives mindre eksperimentell undervisning i Norge enn gjennomsnittet internasjonalt. I et internasjonalt perspektiv er norsk naturfagundervisning i større grad kjennetegnet ved at elevene arbeider med oppgaver på egen hånd. Norske elever har færre prøver i naturfag enn det som er vanlig internasjonalt, og prøvene er i all hovedsak basert på åpne oppgaver. I Norge har vi god tilgang på datamaskiner i naturfagundervisningen, men utnyttes lite i undervisningen. Leksene i naturfag følges i liten grad opp av lærerne i Norge. 14